建模目的：使用VirutalLab模拟脉冲在自由空间的传输 )~1 .<((<
@wg&6 uQ 使用工具箱：基本工具箱 GOUY _&}tL
[SKP |`I>I 脉冲参数：脉冲宽度为10fs，载波波长800nm，包含29个谐波场 ^ b=5 6~[
[^h/(a` 自由空间传输距离：10mm -Mr{+pf
f S(^["*G VirtualLab脉冲建模的一些概念的介绍 muW`pm
e!TG< (S 1) 脉冲传输 TXA . 6e
.WxFm@]/\ 作为任意的电磁场，脉冲由电场矢量E（r, t）和磁场矢量H（r, t），共六个矢量分量来表示，这六个分量均为实值函数，后面我们用函数U（r, t）表示其中任意一个分量
Iz 1*4@ [3 Wsc`Q
VirtualLab可以模拟脉冲传输，在一个输入平面 定义脉冲，此后脉冲传输通过一个系统并在输出平面 显示，数学表达式如下： wa9'2a1? 2) 复数场 ]|H]9mys98
-HO6K) ur 传输时间用 来表示 ?, .HA@T%
40`9t Xn 脉冲在时间上的宽度为 ，简称脉宽，一般脉宽长短依赖于横向位置并且随着传播改变 x& mz-
mABwM$_ 脉冲的载波频率为 B7NmET4
iuv tj]/ 在光学中使用实数场表示会带来很多计算上的不便，为方便计算人们往往使用复数场Uc表示光场分量，在VirtualLab中也是这样。复数场Uc和实数场U之间的关系是： 9{au leu
R l|4xKBCV] 3) 时间傅里叶变换 " 8~f
8 /:X&
& 任意点
处，光场的时域分布和对应的频域分布由傅里叶变换联系起来，如下所示： 3Yn:fsy q g) Af 类似的定义同样适用于复数场 Dx9$H++6$X
^EnNbFI 4) 包络函数 BaNU}@
Sn{aHH VirtualLab在模拟中使用了包络函数 的概念。包络函数是以 为中心时脉冲时域分布并除去载波因子 后剩余的部分。因此，其定义如下： l4R<`b\Jt 其对应的频域谱为： iKR8^sj7S
3j [w
-Lfp 
RZcx4fL }x
r"Hbr Qn 1) 构建脉冲光源 3G:NZ) p A8A:@-e8A ogkz(wZ PS:高斯脉冲光谱窗口 6KBzlj0T+
GN~[xX JU 生成的载波波长为800nm的高斯脉冲光谱 x"z jN'|
S'v V" 2) 创建光路图LPD，选择高斯光源，并将高斯脉冲光谱导入高斯光源中，以形成脉冲光源 RE(=! 8lGR
WF3DGqs_] STEP1：选择高斯光源(Gaussian Wave) KoxGxHz^Y3
yhJA;&}> STEP2：在光源窗口选择光谱参数(Spectral Parameters) 4{Yy05PFS
oF 1W}DtA STEP3：在功率谱类型中选择波长列表(List of Wavelengths) b7>,-O
{7ZtOe STEP4：选择从图表中导入(Load from Diagram) 0C"PC:h5
l&e5_]+% STEP5：选择上面生成高斯脉冲光谱 i_jax)m%
_k"&EW{ Ii STEP6：OK，以生成高斯脉冲光源 >yPFL'
3_R 3) 选择虚拟屏作为探测器，并将光源与虚拟屏连接起来，二者间距离设置为10mm Bp=oTC G
xqi *N13 
/w }B07.
y . ivz 5) 引入光程分析器（Optical Path Length Analyzer，以下简称OPLA），以获取脉冲的时间偏移 Jfixm= .6 
8f6;y1!; PS:在分析器中双击Optical Path Length Analyzer (OPLA)
PS：光程分析器窗口 @ Fn I?Rx
6) 点击
，进行光程分析 : DJ7 d 6Mf3)o2 PS1：左图为相位vs频率图 >TY5ZRB
Ma*dIwEp PS2：由左图可见相位大致随频率线性变化，因此可对其进行线性拟合。在全相位中提取出线性拟合部分，剩余相位随频率的变化如右图所示。剩余相位是介质色散的结果，若介质无色散则相位完全线性的随频率变化，剩余相位为零(或任意常数) nDoiG#N0
95gsv\2 7) 查看探测器结果Detector Results ，获得（考虑色散的）时间偏移 "JQt#[9l PS1：时间偏移量为33.3656ps '%] @a7w
8) 使用VirtualLab提供的场测量工具，选择点测量（Point Evaluation）即显示某一点上光场的特性 t}c}@i_c 6yl;o_6: PS:在中心位置处测量光场随波长变化 DS,FVh".|
PS：中心位置处不同波长对应的电场振幅 EZwdx
9) 点击
键，对上述结果进行逆向时间傅里叶变换 D-b2E6 o6
5sh u76 PS：输入OPLA探测的时间偏移量33.3656ps以使变换结果居中于该时间点 ~y-vKCp|
PS：电场振幅在时域中的分布 E;GR;i{t
10) 逆向时间傅里叶变换所得结果为时域中脉冲的包络函数，将包络函数乘以 ，即转换为真实场 L->f =
8L
d;NFkA(df PS:转换为真实的场 mB| mt+
PS：将包络函数转换为真实场 h<^:Nn
11) 其它场测量工具 \w0b"p
4htSwK+
线测量工具
，即显示某线段上光场的分布及特性 D @4&@> Jn
<^Q7N PS：在输出光场上划定线段 mJDKxgGK
PS：选择线测量工具，测量光场随波长的变化 fj
t_9-.
PS：获取线段上不同波长对应的电场振幅 {i%x s#0h
12) 对其进行逆向时间傅里叶变换，得到该线段上每一点的包络函数 eE.5zXU3R
sG1]A:_<C 4gkV]"
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QQ：2987619807
